Как устроен вантовый мост
Доводилось ли вам ехать по вантовому мосту? Издалека кажется, что он будто висит на тоненьких ниточках, но когда въезжаешь на переправу, за окном проносятся уходящие в небо огромные стальные тросы. «Энергия+» разобралась, как строят эту красоту, за счет чего тросы выдерживают колоссальные нагрузки и какой вклад в их надежность вносит энергетическая отрасль.
Идеальны на средних дистанциях
С древнейших времен человек строил самые разные мосты, прокладывая пути через ручьи, реки, ущелья и даже морские проливы. По мере увеличения расстояний, на которые нужно переправиться, росло число пролетов и усложнялись мостовые конструкции. Так появились висячие, арочные, рамные и другие типы мостов.
Вантовые переправы стали одной из революционных идей в истории мостостроения. В отличие от висячего моста, в котором основную нагрузку берут на себя тросы, у вантового нет гибких несущих элементов. Основная нагрузка приходится на вертикальные опоры — пилоны, с которыми пролет соединен множеством стальных тросов — вант.
Старейшие вантовые мосты родом из XVI века, а настоящую популярность переправы такого типа завоевали в XIX веке. Тогда построили сохранившиеся до наших дней Бруклинский мост в Нью-Йорке и мост Альберта в Лондоне. В России вантовые мосты появились в XX веке. Сегодня на территории нашей страны находится вантовый мост с самым длинным в мире пролетом в 1104 метра – это Русский мост через пролив Босфор Восточный во Владивостоке.
Строительство вантового моста начинается с возведения пилонов, а уже потом наращивают сам пролет, который сперва опирается на опоры, а затем поддерживается вантами. В отличие от обычных висячих мостов вантовые более устойчивы, имеют жесткое дорожное полотно и способны выдерживать большие нагрузки — например, поток автомобилей или железнодорожный состав.
Есть у вантовых мостов и серьезное ограничение: размер пролета. При чрезмерно длинных вантах жесткость и долговечность переправы значительно снижается. По этой причине размер пролета редко превышает километр.
Трос из тросиков
Несмотря на внешнюю простоту и изящество конструкции, строительство вантового моста — задача отнюдь не тривиальная. Нагрузка на конструкцию распределяется неравномерно, усиливаясь по мере удаления от пилона. Мостовой настил должен быть чрезвычайно прочным, чтобы с ней справиться.
При прохождении по мосту транспорта, сильном ветре или сейсмической активности возрастает нагрузка на ванты. Их делают из прочнейшей стали, но иногда и этого недостаточно. Ванты Русского моста длиной до 579,8 метра сплели из тонких тросов (стрендов), а каждый стренд — из шести гальванизированных проволок, обвитых вокруг седьмой — центральной.
Главное преимущество мультистрендовых вант — повышенная прочность. Каждый стренд крепится к пилону независимо, так что при необходимости их легко заменить. В случае обрыва одного стренда мост не пострадает, потому что в составе ванты их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен.
Умаслить ванты
Ванты нуждаются в защите от воздействия агрессивных факторов внешней среды, например, морской соли или обледенения. Здесь на помощь приходят энергетические компании, добывающие нефть и производящие из нее смазочные материалы для металлических конструкций. Смазка должны защищать металл, быть легкой в нанесении и стойкой к непогоде. В дополнение к смазке используют и другие технологии, например, стренды Русского моста покрыли плотным полиэтиленом.
Янина Саурина
эксперт по смазочным материалам «Газпром нефти»
Основное требование к смазочным материалам вантовой системы — максимальная профилактика коррозии. С этим способны справиться составы, которые создают плотную оболочку на металле и не воздействуют на него агрессивно, имеют стабильную структуру при воздействии атмосферных осадков, перепадов температур и нагрузок.
Свою первую порцию смазочных материалов ванты получают еще на производстве, а в дальнейшем защиту время от времени обновляют. В прошлом году команда «Газпром нефти» совместно с совместно с проектировщиками и строителями мостов разработала первый российский состав для смазки вантовых мостов — в него входят только отечественные базовые масла и присадки. В перспективе после запуска серийного производства на российские смазочные материалы смогут перейти все вантовые переправы страны — на сегодня их более 20.
